CN108903898B - 一种胃镜自动对焦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胃镜自动对焦装置，包括呈胶囊状的外壳、设置在外壳一端的凸镜和光源以及设置在外壳另一端的成像构件，所述成像构件可滑移的设置在外壳内，所述外壳内靠近成像构件的位置上还设有用于驱动成像构件在外壳滑移的驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、驱动丝杆、驱动块以及用于控制成像构件位移的位移控制装置。本发明的胃镜自动对焦装置，通过驱动装置的设置，便可有效的实现一个通过调整成像构件与凸镜之间的距离来进行对焦，如此很好的实现了对焦拍摄到肠胃内部清晰照片的效果了。
Description
技术领域
本发明涉及一种胃镜，更具体的说是涉及一种胃镜自动对焦装置。
背景技术
胃镜、肠镜在肠胃疾病的治疗过程中占有十分重要的地位，通过胃镜和肠镜的使用，可以有效的让医生观察到患者的肠胃的患病情况，以及相应的肠胃的病灶位置和情况，如此医生便可根据观察到的情况，准确有效的判断出此时病人的肠胃的情况，实现对症下药，因而能够实现针对性治疗，提升相应的疗效。
现有的胃镜有普通胃镜和胶囊内镜两种，普通胃镜具有一根长长的导光管，如此在使用的过程中，然后将镜头安装到导光管的一端上，然后在使用的过程中将导光管带着镜头一起从人的食道伸入到肠胃里面，这样虽然医生能够有效的实时观察到肠胃内的病灶情况，但是这样检查的过程中，患者会十分的痛苦，因胶囊内镜则是通过一个微型摄像机设置在一个胶囊内，然后利用微型摄像机拍摄肠胃内的各个情况，将拍摄完成的照片传到外部设备，如此来实现对于肠胃内的病灶进行观察，然而由于胶囊内镜的体积小巧，因此其内的微型摄像机的结构也较为简单，仅设置了一个成像构件、凸镜和光源，利用光源照射反射肠胃内部情况，然后利用成像构件成像来实现对于肠胃内部环境的拍摄，然而由于肠胃内壁结构不规则，如此便会导致反射到凸镜内的像的位置均不相同，相应的就会出现凸镜的成像点没有在成像构件上的问题，因此会导致胶囊内镜成像不清晰的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够实现对焦，且成像清晰的胃镜自动对焦装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种胃镜自动对焦装置，包括呈胶囊状的外壳、设置在外壳一端的凸镜和光源以及设置在外壳另一端的成像构件，所述成像构件可滑移的设置在外壳内，所述外壳内靠近成像构件的位置上还设有用于驱动成像构件在外壳滑移的驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、驱动丝杆、驱动块以及用于控制成像构件位移的位移控制装置，所述驱动块固定在成像构件上，所述驱动丝杆的一端同轴固定在驱动电机的转轴上，另一端穿入到驱动块内，并与驱动块螺纹连接，所述位移控制装置与驱动电机和成像构件耦接，并通过无线电与外部遥控器耦接，以受外部遥控器控制控制驱动电机转动，同时输出图像数据到外界。
作为本发明的进一步改进，所述位置控制装置包括控制器、编码器和刹车机构，所述驱动电机、编码器和刹车机构均与控制器耦接，所述编码器套在驱动电机的转轴上，以输出驱动电机旋转圈数至控制器，所述控制器与成像构件耦接，还通过无线电与外部遥控器耦接，以接收外部遥控器信号并控制驱动电机和刹车机构动作，同时输出图像数据到外界。
作为本发明的进一步改进，所述刹车机构包括左夹片和右夹片，所述左夹片和右夹片均呈弧形长条状，其一端均与外壳的内壁铰接，所述左夹片内嵌设有磁铁，所述右夹片内嵌设有电磁线圈，所述电磁线圈与控制器耦接并与磁铁相斥，当控制器控制刹车机构刹车时，电磁线圈产生磁力，与磁铁相吸，将左夹片和右夹片相吸夹住丝杆进行刹车。
作为本发明的进一步改进，所述丝杆相对于左夹片和右夹片的位置上开设有摩擦纹路，所述左夹片和右夹片朝向丝杆的一侧同样开设有摩擦纹路，当左夹片和右夹片夹住丝杆时，两个摩擦纹路相互接触。
作为本发明的进一步改进，所述编码器包括编码壳和编码杆，所述编码壳呈圆环状，其套在驱动电机的转轴上，所述编码壳的一端固定在驱动电机的机身上，其内环壁上设有与控制器电连接的电位器，所述电位器的转轴上同轴套接有码轮，所述码轮的轮边上设有码齿，所述编码杆的一端与驱动电机的转轴固定连接，另一端伸入到码齿之间，当驱动电机的转轴旋转时，编码杆随着一起旋转，并拨动码齿，码齿带动电位器的转轴旋转，电位器输出阻值。
作为本发明的进一步改进，所述控制器包括：
电源，输出电源，并与光源和成像构件耦接，以提供电源至光源和成像构件；无线通信电路，通过无线电与外部遥控无线通信，以接收外部遥控无线电信号后转换成电信号后输出，还与成像构件耦接以输出图像数据到外界；
H桥电路，耦接于无线通信电路，还耦接于驱动电机，以接收电信号控制驱动电机旋转；
计数电路，耦接于电位器，以接收电位器的输出阻值，还耦接于无线通信电路和H桥电路，以接收无线通信电路输出的电信号作为计数阈值，并在其计数达到计数阈值时，输出信号至H桥电路，控制H桥电路停止驱动电机，该计数电路还耦接于刹车机构，以在其计数达到计数阈值时，输出信号至刹车机构进行刹车动作。
作为本发明的进一步改进，所述计数电路包括：
运算放大器U1，该运算放大器U1的同相输入端耦接于电位器后接地，还耦接于电源，反相输入端耦接于无线通信电路，输出端输出驱动信号；
三极管Q1，该三极管Q1的集电极耦接于电源，发射极耦接于刹车机构，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
三极管Q2，该三级管Q2的集电极耦接于电源，发射极耦接于H桥电路，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
其中，三极管Q1为NPN三极管，三极管Q2为PNP三极管。
作为本发明的进一步改进，所述成像构件上设有光感应器，所述光感应器与位移控制装置耦接，该光感应器内具有亮度阈值，当光感应器检测光照达到亮度阈值时，光感应器输出信号到位移控制装置内，位置控制装置控制驱动电机停止转动。
本发明的有益效果，通过外壳的设置，便可有效的带着凸镜、光源和成像构件进入到人的肠胃内部，然后通过凸镜和成像构件以及光源的配合实现拍摄肠胃内病灶情况传输到外界，如此方便医生观察病人肠胃内的病情，如此医生能够有效的进行对症下药了，而通过驱动装置的设置，就可以有效的实现改变成像构件与凸镜之间距离，如此便可有效的实现对焦的效果，成像构件便可成像到最清晰的图像传输到外界，避免现有技术中因为没有对焦导致的成像不清晰的问题。
附图说明
图1为本发明的胃镜自动对焦装置的整体结构图；
图2为图1中的位移控制装置的整体结构图；
图3为控制器的模块框图；
图4为图3中的计数电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至4所示，本实施例的一种胃镜自动对焦装置，包括呈胶囊状的外壳1、设置在外壳1一端的凸镜2和光源以及设置在外壳1另一端的成像构件3，所述成像构件3可滑移的设置在外壳1内，所述外壳1内靠近成像构件3的位置上还设有用于驱动成像构件3在外壳1滑移的驱动装置4，所述驱动装置4包括驱动电机41、驱动丝杆42、驱动块43以及用于控制成像构件3位移的位移控制装置44，所述驱动块43固定在成像构件3上，所述驱动丝杆42的一端同轴固定在驱动电机41的转轴上，另一端穿入到驱动块43内，并与驱动块43螺纹连接，所述位移控制装置44与驱动电机41耦接，并通过无线电与外部遥控器耦接，以受外部遥控器控制控制驱动电机41转动，在使用本实施例的过程中，只需要将呈胶囊状的外壳1吞入到病人的口中即可，外壳1就会带着成像构件3和凸镜以及光源进入到病人的肠胃内，然后利用光源的照射作用，将光线照射到肠胃的内壁上，然后反射到凸镜内进而在成像构件3成像后输出到外界，如此有效的实现拍摄肠胃内病灶情况传输到外界，而通过位移控制装置44的设置，便可有效的接收外界遥控器输出的指令来控制驱动电机41旋转，进而驱动丝杆42和驱动块43的配合实现驱动成像构件3的移动，进而实现成像构件3能够通过人的遥控操作来移动到凸镜的成像点，如此实现一个对焦的效果，因而相比于现有技术中无法对焦的胶囊内镜，能够有效的拍摄出清晰的病灶图像到位移控制装置44内，然后传输到外界，能够有效的辅助医生进行对症治疗了，其中本实施例中的成像构件3为现有的数码成像结构，驱动电机41采用直流电机。
作为改进的一种具体实施方式，所述位置控制装置44包括控制器443、编码器441和刹车机构442，所述驱动电机41、编码器441和刹车机构442均与控制器443耦接，所述编码器441套在驱动电机41的转轴上，以输出驱动电机41旋转圈数至控制器443，所述控制器443与成像构件3耦接，还通过无线电与外部遥控器耦接，以接收外部遥控器信号并控制驱动电机41和刹车机构442动作，同时输出图像数据到外界，通过控制器443的设置，就可以有效的控制驱动电机41是否进行旋转，而通过编码器441和刹车机构442的设置，便可利用编码器441的编码作用实现反馈驱动电机41的旋转圈数，进而实现驱动电机41能够有效的按照外部遥控命令进行旋转了，而通过刹车机构442的设置，则可有效的实现在驱动电机41旋转到对应圈数以后进行直接刹车的效果，以避免驱动电机41旋转过多圈数的问题，如此可以有效的利用控制器443、编码器441和刹车机构442的配合作用来实现驱动电机41根据外部遥控器输出的圈数旋转对应圈数的效果，而且本实施例的驱动电机41采用直流电机，因而其体积小巧能够很好的适用于胶囊外壳1这一空间十分小的场合，同时采用的设定圈数这样进行定量调整的方式，能够更加方便医生在使用驱动电机41的对于对焦位置的调整。
作为改进的一种具体实施方式，所述刹车机构442包括左夹片4421和右夹片4422，所述左夹片4421和右夹片4422均呈弧形长条状，其一端均与外壳1的内壁铰接，所述左夹片4421内嵌设有磁铁，所述右夹片4422内嵌设有电磁线圈，所述电磁线圈与控制器443耦接并与磁铁相斥，当控制器443控制刹车机构442刹车时，电磁线圈产生磁力，与磁铁相吸，将左夹片4421和右夹片4422相吸夹住丝杆42进行刹车，利用左夹片4421和右夹片4422的设置，便可利用两者相互夹持丝杆42的作用来实现刹车作用，而通过电磁线圈和磁铁的设置，能够很好的响应控制器443的信号，进而实现刹车动作了，同时将电磁线圈和磁铁采用内置式，可以进一步减小刹车机构442在外壳1内的体积，因而能够很好的应用于胶囊外壳1这样体积小巧的场合，其中本实施例中的左夹片4421与右夹片4422之间相斥的方式则是通过在电磁线圈内中心部分加上一个磁芯来实现的，而在电磁线圈通电以后，磁芯的磁性就会改变，如此实现一个在不需要刹车的时候，左夹片4421和右夹片4422相互分开，在需要刹车的时候，左夹片4421和右夹片4422配合夹住丝杆42进行刹车的效果。
作为改进的一种具体实施方式，所述丝杆42相对于左夹片4421和右夹片4422的位置上开设有摩擦纹路，所述左夹片4421和右夹片4422朝向丝杆42的一侧同样开设有摩擦纹路，当左夹片4421和右夹片4422夹住丝杆42时，两个摩擦纹路相互接触，通过摩擦纹路的设置，就可以有效的增加在左夹片4421和右夹片4422与丝杆42相接触时的摩擦力，如此便能够更好的进行刹车动作了。
作为改进的一种具体实施方式，所述编码器441包括编码壳4411和编码杆4412，所述编码壳4411呈圆环状，其套在驱动电机41的转轴上，所述编码壳4411的一端固定在驱动电机41的机身上，其内环壁上设有与控制器443电连接的电位器4413，所述电位器4413的转轴上同轴套接有码轮4414，所述码轮4414的轮边上设有码齿，所述编码杆4412的一端与驱动电机41的转轴固定连接，另一端伸入到码齿之间，当驱动电机41的转轴旋转时，编码杆4412随着一起旋转，并拨动码齿，码齿带动电位器4413的转轴旋转，电位器4413输出阻值，在驱动电机41的转轴旋转的过程中，编码杆4412背向驱动电机41转轴的一端就会一直做画圆运动，因而该端就会不断的拨动码轮4414上的码齿，使得码轮4414旋转带动电位器4413的转轴旋转改变电位器4413的输出阻值了，如此很好的实现了通过输出阻值来检测驱动电机41的转轴旋转圈数的效果，本实施例中可以设定电位器4413为固定阻值式，即在电位器4413的每个阻值上都设置一个卡止位，编码杆4412拨动一次，电位器4413的转轴旋转到下一个卡止位上，如此来实现检测驱动电机41的旋转圈数的效果，以方便外部遥控器的计算处理，亦或者也可以是普通的线性式，增加相应的检测精度。
作为改进的一种具体实施方式，所述控制器443包括：
电源，输出电源，并与光源和成像构件3耦接，以提供电源至光源和成像构件3；无线通信电路4431，通过无线电与外部遥控无线通信，以接收外部遥控无线电信号后转换成电信号后输出，还与成像构件3耦接以输出图像数据到外界；
H桥电路4432，耦接于无线通信电路4431，还耦接于驱动电机41，以接收电信号控制驱动电机41旋转；
计数电路4433，耦接于电位器4413，以接收电位器4413的输出阻值，还耦接于无线通信电路4431和H桥电路4432，以接收无线通信电路4431输出的电信号作为计数阈值，并在其计数达到计数阈值时，输出信号至H桥电路4432，控制H桥电路4432停止驱动电机41，该计数电路4433还耦接于刹车机构442，以在其计数达到计数阈值时，输出信号至刹车机构442进行刹车动作，通过电源、无线通信电路4431和H桥电路4432的设置，便可有效的实现与外部的无线通信，以及驱动驱动电机41正转或是反转了，而通过计数电路4433的设置，则可有效的控制H桥电路4432和刹车机构442，进而实现控制驱动电机41旋转一定圈数的效果，其中本实施例的H桥电路4432和电源以及无线通信电路4431均为现有的部件，例如H桥芯片、无线通信芯片以及微型电池，同时由于以上结构没有涉及到智能芯片，因此可以将电源、无线通信电路4431和H桥电路4432以及计数电路4433集成到一块芯片上，如此有效的减小控制器443的体积。
作为改进的一种具体实施方式，所述计数电路4433包括：
运算放大器U1，该运算放大器U1的同相输入端耦接于电位器4413后接地，还耦接于电源，反相输入端耦接于无线通信电路4431，输出端输出驱动信号；
三极管Q1，该三极管Q1的集电极耦接于电源，发射极耦接于刹车机构442，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
三极管Q2，该三级管Q2的集电极耦接于电源，发射极耦接于H桥电路4432，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
其中，三极管Q1为NPN三极管，三极管Q2为PNP三极管，通过运算放大器U1的设置，便可利用运算放大器U1的比较特性来比较电位器4413上的电压和无线通信电路4431输出的参考电压，如此来实现在电位器4413上的电压达到参考电压，即为圈数阈值的时候，H桥电路4432和刹车结构442动作的效果，其整体结构简单，并且体积小巧，能够有效的进行集成，本实施例中耦接到刹车机构442则是耦接于电磁线圈，通过给不给电磁线圈通电的方式来实现刹车动作的控制。
作为改进的一种具体实施方式，所述成像构件3上设有光感应器5，所述光感应器5与位移控制装置44耦接，该光感应器5内具有亮度阈值，当光感应器5检测光照达到亮度阈值时，光感应器5输出信号到位移控制装置44内，位置控制装置44控制驱动电机41停止转动，根据凸镜原理，在其成像点即为凸镜的聚光点，因此其上的光照强度为最强，因而利用光感应器5的设置，便可有效的实现一个自动对焦的效果，进一步辅助医生进行对焦了，同时本实施例中还可以将光感应器5与无线通信电路4431连接，将检测到的亮度数值传输到外部遥控器，然后利用外部遥控器在其达到亮度阈值的时候输出信号到刹车机构442以及H桥电路4432内控制刹车停止，实现预对焦，同时无线通信电路4431与编码器441连接，以输出编码器441此时的圈数到外部遥控器中显示出来，然后医生根据这个圈数通过外部遥控器输出加减后的圈数实现一个微调的效果，至于上述的圈数计算在外部遥控器内完成，计算方式为输出的阻值除于一个码齿旋转后的电位器4413改变阻值即可计算得出，如此可以有效的增加对焦速度。
综上所述，本实施例的胃镜自动对焦装置，通过外壳1、凸镜2和光源以及成像构件3的设置，便可有效的实现在肠胃内成像拍摄病灶图像的效果，而通过驱动装置4的设置，便可有效的实现调整成像构件3与凸镜2之间的距离，进而实现对焦的效果了，如此相比于现有技术中的胶囊内镜，拍摄的图像更加的清晰可靠，使得医生能够更好的针对治疗了。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种胃镜自动对焦装置，其特征在于：包括呈胶囊状的外壳(1)、设置在外壳(1)一端的凸镜(2)和光源以及设置在外壳(1)另一端的成像构件(3)，所述成像构件(3)可滑移的设置在外壳(1)内，所述外壳(1)内靠近成像构件(3)的位置上还设有用于驱动成像构件(3)在外壳(1)滑移的驱动装置(4)；
所述驱动装置(4)包括驱动电机(41)、驱动丝杆(42)、驱动块(43)以及用于控制成像构件(3)位移的位移控制装置(44)，所述驱动块(43)固定在成像构件(3)上，所述驱动丝杆(42)的一端同轴固定在驱动电机(41)的转轴上，另一端穿入到驱动块(43)内，并与驱动块(43)螺纹连接，所述位移控制装置(44)与驱动电机(41)和成像构件(3)耦接，并通过无线电与外部遥控器耦接，以受外部遥控器控制控制驱动电机(41)转动，同时输出图像数据到外界；
所述成像构件(3)上设有光感应器(5)，所述光感应器(5)与位移控制装置(44)耦接，该光感应器(5)内具有亮度阈值，当光感应器(5)检测光照达到亮度阈值时，光感应器(5)输出信号到位移控制装置(44)内，位移控制装置(44)控制驱动电机(41)停止转动。
2.根据权利要求1所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述位移控制装置(44)包括控制器(443)、编码器(441)和刹车机构(442)，所述驱动电机(41)、编码器(441)和刹车机构(442)均与控制器(443)耦接，所述编码器(441)套在驱动电机(41)的转轴上，以输出驱动电机(41)旋转圈数至控制器(443)，所述控制器(443)与成像构件(3)耦接，还通过无线电与外部遥控器耦接，以接收外部遥控器信号并控制驱动电机(41)和刹车机构(442)动作，同时输出图像数据到外界。
3.根据权利要求2所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述刹车机构(442)包括左夹片(4421)和右夹片(4422)，所述左夹片(4421)和右夹片(4422)均呈弧形长条状，其一端均与外壳(1)的内壁铰接，所述左夹片(4421)内嵌设有磁铁，所述右夹片(4422)内嵌设有电磁线圈，所述电磁线圈与控制器(443)耦接并与磁铁相斥，当控制器(443)控制刹车机构(442)刹车时，电磁线圈产生磁力，与磁铁相吸，将左夹片(4421)和右夹片(4422)相吸夹住丝杆(42)进行刹车。
4.根据权利要求3所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述丝杆(42)相对于左夹片(4421)和右夹片(4422)的位置上开设有摩擦纹路，所述左夹片(4421)和右夹片(4422)朝向丝杆(42)的一侧同样开设有摩擦纹路，当左夹片(4421)和右夹片(4422)夹住丝杆(42)时，两个摩擦纹路相互接触。
5.根据权利要求2或3或4所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述编码器(441)包括编码壳(4411)和编码杆(4412)，所述编码壳(4411)呈圆环状，其套在驱动电机(41)的转轴上，所述编码壳(4411)的一端固定在驱动电机(41)的机身上，其内环壁上设有与控制器(443)电连接的电位器(4413)，所述电位器(4413)的转轴上同轴套接有码轮(4414)，所述码轮(4414)的轮边上设有码齿，所述编码杆(4412)的一端与驱动电机(41)的转轴固定连接，另一端伸入到码齿之间，当驱动电机(41)的转轴旋转时，编码杆(4412)随着一起旋转，并拨动码齿，码齿带动电位器(4413)的转轴旋转，电位器(4413)输出阻值。
6.根据权利要求5所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述控制器(443)包括：
电源，输出电源，并与光源和成像构件(3)耦接，以提供电源至光源和成像构件(3)；
无线通信电路(4431)，通过无线电与外部遥控无线通信，以接收外部遥控无线电信号后转换成电信号后输出，还与成像构件(3)耦接以输出图像数据到外界；H桥电路(4432)，耦接于无线通信电路(4431)，还耦接于驱动电机(41)，以接收电信号控制驱动电机(41)旋转；
计数电路(4433)，耦接于电位器(4413)，以接收电位器(4413)的输出阻值，还耦接于无线通信电路(4431)和H桥电路(4432)，以接收无线通信电路(4431)输出的电信号作为计数阈值，并在其计数达到计数阈值时，输出信号至H桥电路(4432)，控制H桥电路(4432)停止驱动电机(41)，该计数电路(4433)还耦接于刹车机构(442)，以在其计数达到计数阈值时，输出信号至刹车机构(442)进行刹车动作。
7.根据权利要求6所述的胃镜自动对焦装置，其特征在于：所述计数电路(4433)包括：
运算放大器U1，该运算放大器U1的同相输入端耦接于电位器(4413)后接地，还耦接于电源，反相输入端耦接于无线通信电路(4431)，输出端输出驱动信号；
三极管Q1，该三极管Q1的集电极耦接于电源，发射极耦接于刹车机构(442)，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
三极管Q2，该三极管Q2的集电极耦接于电源，发射极耦接于H桥电路(4432)，基极耦接于运算放大器U1的输出端；
其中，三极管Q1为NPN三极管，三极管Q2为PNP三极管。
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